První osoba experimentovaná s elektrickou vodivostí je Stephen Gray. Je to anglický barvák a astronom. Narodil se v Anglii v prosinci 1666 a zemřel v Londýně 7. února 1736. Benjamin Franklin, Alessandro Volta, Georg Simon Ohm Andre Marine Ampere, Joseph John Thomson jsou další vědci, kteří při svých experimentech pozorovali proces elektrické vodivosti pomocí různých druhů kovů. V dřívějších dobách lidé používali uhlí k výrobě elektřiny v průmyslových odvětvích, domácnostech, lodích, motorech, železných bednách atd. Tento článek pojednává o přehledu elektrické vodivosti.
Co je elektrická vodivost?
Elektrická vodivost je definována jako jeden typ vodivosti, který má schopnost látky nebo materiálů vést elektřinu přes definovanou oblast, můžeme ji také nazvat jako vodivost nebo vodivost elektrolytu nebo vodivost nebo EC. Symbol elektrické vodivosti je reprezentován sigma (σ).
Pokud jsou v roztoku přítomny ionty, přenáší elektřinu pouze látky. Ionty jsou definovány jako částice, která v roztoku nese kladné (+) nebo záporné (-) náboje. Měří se měřičem EC. Jednotka vodivosti: Jednotka vodivosti SI je jednotka Siemen na metr (s / m), kterou vynalezli Werner Von Siemens a Johann Georg Halske.
Přehled elektrické vodivosti
Elektrická vodivost je proces, který vede elektřinu pomocí různých kovů. Zařízení, která jsou elektrická elektrická energie do jiných energií. Elektrická zařízení spotřebovávají více energie pro vedení proudu a funguje pouze na vysoké napětí. Některá z elektrických zařízení jsou ohřívače vody, televize, mikrovlnná trouba, vysoušeče vlasů, mlýnky, vysavače, ventilátory, lednice atd.
V současné době získáváme elektřinu pomocí různých druhů kovů, jako jsou stříbro, hliník, zlato, voda, mosaz, cín, olovo, rtuť, grafit, měď, ocel, železo, mořská voda, citronová šťáva, beton atd. vodiče které vedou elektřinu. Mezi špatné vodiče patří sklo, papír, dřevo, med, plasty, guma, vzduch, síra, plyny, oleje, diamanty atd., Které nevodí elektřinu.
Materiály jsou dvou typů, jsou to kovy a nekovy. The elektrická vodivost kovů jsou kovy dobré vodiče, které vedou elektřinu, a nekovy jsou špatné vodiče, které nevedou elektřinu.
typy materiálů
EC metr
EC metr se používá k měření elektrické vodivosti vody ke kontrole čistoty vody. Skládá se z obdélníkové vlny 24 kHz generátor , senzor platinové sondy, převodník I – V, usměrňovač, filtr, modul IoT, Atmega 328 mikrokontrolér , a teplotní senzor . Blokové schéma měřiče EC je uvedeno níže:
ec-metr-blokové schéma
- Generátor hranatých vln: Generátor čtvercových vln generuje pouze digitální signály ve čtvercovém průběhu, protože úrovně amplitudy jsou konečné.
- Platinový snímač sondy: Výstup generátoru čtvercových vln je uveden jako vstup do sondy snímače, která je vyrobena z platiny. Jedná se o zařízení, které slouží k detekci změn v prostředí.
- Převaděč I - V: Používá se k výrobě napětí (v), které je úměrné danému proudu (i).
- Usměrňovač: Usměrňovač je elektrické zařízení, které převádí střídavý proud (střídavý proud) na stejnosměrný proud (stejnosměrný proud).
- Filtr: Jedná se o zařízení, které se používá k odstraňování nečistot z kapalin nebo plynů.
- Modul IoT: Jedná se o malé elektronické zařízení zabudované do strojů a věcí. Používá se k odesílání a přijímání dat prostřednictvím bezdrátové sítě.
- Mikrokontrolér Atmega328: Jedná se o IC (Integrated Circuit) zabudované v elektronických zařízeních a jeho velikost je velmi malá.
- Teplotní senzor: Jedná se o jeden typ senzoru, který se používá k detekci nebo snímání teploty v prostředí a elektronických zařízeních.
Elektrická vodivost vody
Elektrická vodivost vody prochází proudem, když přidáme sůl, cukr nebo jakákoli jiná rozpouštědla, která se rozpouštějí ve vodě, se mohou rozpadnout na ionty. Ionty jsou dva typy, jsou to kladně nabité ionty a záporně nabité ionty. Chemikálie nebo rozpouštědla, která se rozpouštějí na ionty, jsou také známé jako elektrolyty. Schopnost vody zvyšovat ionty k vedení elektřiny. Vodivost vody je vysoká, pokud je přítomno více iontů, a vodivost vody je nízká, pokud je přítomno méně iontů.
Příklady elektrické vodivosti
K testování vodivosti vody rozpuštěné ve vodě potřebujeme baterii (9 V), destilovanou vodu, kádinku, drát, cukr, jedlou sodu. The příklady elektrické vodivosti jsou
Příklad 1: Připojte vodiče k baterii správně a do kádinky vezměte 50 ml destilované vody a vložte vodiče baterie do kádinky, v kádince se nevytvářejí žádné plynové bubliny, protože destilovaná voda nevodí elektřinu.
Příklad 2: Podobně řádně připojte vodiče k baterii a do kádinky vezměte 50 ml vody z vodovodu a vodiče baterie vložte do kádinky, v kádince se netvoří žádné plynové bubliny, protože voda z vodovodu také nevodí elektřinu.
Příklad 3: Podobně řádně připojte vodiče k baterii a vezměte 50 ml destilované vody do kádinky a přidejte trochu jedlé sody a dobře ji opláchněte, vložte dráty baterie do kádinky, v kádince se vytvoří plynové bubliny, protože soda je dobrý vodič který vede elektřinu.
Rovnice elektrické vodivosti
Jak víme, že Ohmův zákon tj. proud (I) se rovná poměru napětí (V) a odporu (R). Vyjadřuje se jako
I = V / R ——– ekv (1)
Kde je „I“ aktuální
„V“ je napětí
„R“ je odpor
Odpor je definován jako součin odporu a délky podle plochy průřezu. Rovnice odporu je vyjádřena jako
R = ρ * L / A ——– ekv (2)
Kde „R“ je odpor
Z rovnice (2) je odpor vyjádřen jako
ρ = R * A / L ——– ekv. (3)
Kde „ρ“ rezistivita
„L“ je délka
Plocha průřezu
Vodivost je definována jako převrácená hodnota odporu a je vyjádřena jako
σ = 1 / ρ ——— eq (4)
Nahrazení eq (3) v eq (4) bude mít
σ = 1 / R * A / L
Vodivost (σ) = L / R * A ——– ekv. (5)
Je odvozena elektrická vodivost (σ) = L / R * A
Víme, že síla se rovná
F = Ee ——— eq (6)
F = ma ——— ekv (7)
Kde „F“ je síla
„M“ je hmotnost
„A“ je zrychlení
rovnice eq (6) a (7) získá zrychlení
Ano = ne
a = Ee / m ——— eq (8)
Rychlost driftu je vyjádřena jako
V = aτ ———- ekv (9)
Nahrazení eq (8) v eq (9)
V = Ee / m * τ ——— eq (10)
Celkový poplatek je vyjádřen jako
DQ = env Přidat
DQ / dt = envA
kde DQ / dt se rovná I, vyjádřeno jako
I = envA
I / A = env
Kde I / A = J
Hustota proudu (J) = env ——– ekv (11)
Náhradní eq (10) v eq (11)
J = en * Ee / m * τ
J = ne2τ / m * E
Kde vodivost (σ) = ne2τ / m ——– ekv (12)
J = σ * E ——– ekv (13)
Jak víme, vodivost je reciproční odporu, tj. Σ = 1 / ρ
Náhradník σ = 1 / ρ v ekv. (12)
J = E / ρ ——— ekv (14)
Kde je doba odpočinku uvedena jako
Relaxační čas (τ) = λ√m / 3KBTeq (15)
Dosadíme-li eq (15) do eq (12), dostaneme rovnici vodivosti jako
Vodivost (σ) = nedvaλ / √m * 3KB* T
The vzorec elektrické vodivosti je odvozen.
Aplikace
Některé důležité aplikace v průmyslových odvětvích jsou
- Úprava vody
- Detekce průsaků
- Vyčistěte na místě
- Detekce rozhraní
- Odsolování
Výhody
Mezi výhody této vodivosti patří následující.
- Rychle
- Spolehlivost
- Opakovatelnost
- Nedestruktivní
- Odolný
- Levná atd
Elektrický vodivost je jednou z dobrých technologií, které používáme v každodenním životě. Jak víme, v dřívějších dobách lidé používali zápalné tyčinky, uhlí atd. Pro tepelné účely, ale nyní je tato technologie vyvinuta. Každé elektrické zařízení je tvořeno vodiči v malých velikostech. Zde máte otázku, který vodič používá v mobilních telefonech?
